以太网(Ethernet)是一种基于
总线型拓扑结构的网络,使用分布式仲裁机制来解决冲突。速度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 三种。
简介
IEEE 802.3 主要确定了以太网各项标准及规范。
以太网上的计算机任何时候都可以发送信息,但发送之前都需先检测网络是否空闲,即“侦听”,如果某时刻有两个或者更多的分组发生冲突,则检测到冲突,欲发送数据的计算机就都需等待一段时间,即“回退”,各个计算机的回退时间随机产生,一般情况下都不相同。回退时间过后各计算机再次试图发送。这就是
以太网技术必须提到的
CSMA/CD(载波侦听多路访问/
冲突检测)机制。
显然,随着同一网络上的计算机数目的增加,以太网的效率会降低。同时,随着电缆长度值的增大,在帧长度不变的条件下以太网的效率也会降低。
标准以太网
最开始以太网只有10Mbps的
吞吐量,它所使用的是
CSMA/CD(带有
冲突检测的载波侦听多路访问)的
访问控制方法,通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为
标准以太网。以太网主要有两种传输介质,那就是
双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准,下面列出是
IEEE 802.3的一些以太
网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“
Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“
基带”的意思,Broad代表“带宽”。
10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,
基带传输方法;
·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;
·10Base-T 使用
双绞线电缆,最大网段长度为100m;
·1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;
·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U
CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带
传输方式;
·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;
10M 以太网
10Mbps 以太网即
标准以太网,由IEEE 802.3 定义,同一公共
通信信道上的所有用户共享这个带宽,这个
公共信道称为总线。在交换式 LAN 中,每个交换式端口都是一个以太网总线,采用星型
拓扑结构。这种
连接方式下将有可能提供
全双工的连接,此时,将提供 20Mbps 的总带宽。
根据 IEEE 802.3 的规定,10M 以太网目前广泛使用的线缆有:10Base -T
双绞线、10Base5 粗同轴电缆以及10Base2 细同轴电缆。
10Base-T 是目前使用最为广泛的一种以太网电缆标准。它具有一个
显著优势就是易于扩展,维护简单,价格低廉,一个
集线器加上几根10Base-T 电缆,就能构成一个实用的
小型局域网(当然还得有计算机),10Base-T 的缺点是:电缆的最大有效传输距离是距集线器100m,即使是高质量的5 类
双绞线也只能达到150m 。
3 类到 6 类双绞线在塑料外壳内均有这样的四对线缆,区别主要在于类数越高的双绞线,
单位长度内的绞环数越多,拧得越紧,这使得 5 类或者 6 类双绞线的交感更少并且在更长的距离上信号质量更好,更适用于高速
计算机通信。
各种设备需要使用具体的线缆连接起来。目前应用于各种
网络设备的接口可能使用双绞线接口或
光纤接口。双绞线和光纤接口之间不能直接相连,必须使用
光电转换设备。
快速以太网
物理介质采用
多模光纤,网段长度最多2000米
快速以太网由IEEE 802.3u标准定义
快速以太网由
IEEE 802.3u 标准定义,基本与
标准以太网相同,但
速度比标准以太网快十倍。快速以太网的速度是通过提高
时钟频率和使用不同的
编码方式获得的。其传输方案最常用的便是
100Base-T,100Base-T 又包括100Base-TX 和
100Base-T4,100Base-T4 是一种 3 类
双绞线方案,不支持
全双工,目前最广泛使用的都是
100Base-TX,此方案需使用 5 类以上双绞线,时钟
信号处理速率高达125MHz。
100Base-FX 使用一对多模或者
单模光纤,使用
多模光纤的时候,计算机到
集线器之间的距离最大可到两公里,使用单模光纤时最大可达十公里。
快速以太网还提供
全双工通信,
总带宽达到200Mbps。全双工快速以太网仅在使用光纤或某些双绞线介质的
点对点链路有效,因为每个带宽为100Mbps 的信道都需要独立的线来支持。
快速
以太网有
自动协商的功能,能够自动适应电缆两端最高可用的通信速率,能方便的与10M 以太网
连接通信。
千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的
高速以太网技术,给用户带来了提高核心网络的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。
千兆技术仍然是以太技术,它采用了与10M以太网相同的
帧格式、
帧结构、
网络协议、全/
半双工工作方式、流控模式以及
布线系统。由于该技术不改变
传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到
千兆以太网不必改变网络
应用程序、网管部件和
网络操作系统,能够最大程度地
投资保护,因此该技术的市场前景十分看好。
为了能够侦测到64Bytes
资料框的碰撞,
Gigabit Ethernet所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的
网络类型,如下表所示:
1000BaseCX Copper STP 25m
1000BaseT Copper Cat 5 UTP 100m
1000BaseSX Multi-mode Fiber 500m
1000BaseLX Single-mode Fiber 3000m
千兆以太网技术有两个标准:
IEEE802.3z和
IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准,目前已完成了标准制定工作。IEEE802.3ab制定了
五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
1. IEEE802.3z
IEEE802.3z工作组负责制定光纤(
单模或多模)和
同轴电缆的
全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的
1000Base-X,采用
8B/10B编码技术,信道
传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。
IEEE802.3z具有下列
千兆以太网标准:
1000Base-SX只支持
多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,
工作波长为770-860nm,
传输距离为220-550m。
*多模光纤
1000Base-LX可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作
波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m。
1000Base-LX可以支持直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。
(3)
1000Base-CX采用150欧
屏蔽双绞线(STP),传输距离为25m。
2.
IEEE802.3ab IEEE802.3ab工作组负责制定基于
UTP的
半双工链路的
千兆以太网标准,产生IEEE802.3ab标准及协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的
1000Base-T标准,其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。
IEEE802.3ab标准的意义主要有以下两点:
(2) 1000Base-T是
100Base-T自然扩展,与
10Base-T、100Base-T完全兼容。不过,在5类UTP上达到1000Mbit/s的
传输速率需要解决5类
UTP的
串扰和衰减问题,因此,使得
IEEE802.3ab工作组的开发任务要比
IEEE802.3z复杂些。